Giới thiệu công nghệ phần mềm

Các nguyên t ắ c c ơ b ả n Chặt chẽrigor and formality Chia nhỏseparation of concerns Mô-ñun hóa modularity Trừu tượng abstraction Phòng ngừa sự thay ñổi anticipation of change Tổn

Công ngh ệ ph ầ n m ề m

 nghiên cứu và phát triển các phương pháp,

kĩthuật và công cụnhằm xây dựng các

Các nguyên t ắ c c ơ b ả n

 Chặt chẽ(rigor and formality)

 Chia nhỏ(separation of concerns)

 Mô-ñun hóa (modularity)

 Trừu tượng (abstraction)

 Phòng ngừa sự thay ñổi (anticipation of

change)

 Tổng quát hóa (generality)

 Giải quyết từng bước (incrementality)

Ch ặ t ch ẽ (rigor and formality)

 sửdụng mô hình lý thuyết và toán học

• Gi ả i quy ế t m ộ t ph ầ n nh ỏ s ẽ ñơn giả n h ơ n

• “chia ñể tr ị ” (divide and conquer)

 Quan h ệ m ậ t thi ế t v ớ i nguyên t ắ c “chia nh ỏ ”

 Các ph ươ ng pháp mô- ñ un hóa

• chi ế n l ượ c t ừ trên xu ố ng (top-down)

• chi ế n l ượ c t ừ dướ i lên (bottom-up)

 Ch ấ t l ượ ng c ủ a mô- ñ un hóa

• liên k ế t l ỏ ng l ẻ o (low coupling)

• k ế t c ố cao (high cohesion)

• mô hình cho ng ườ i s ử d ụ ng

• mô hình cho ng ướ i phát tri ể n

T ổ ng quát hóa (generality)

 xem xét vấn ñềtrong ngữcảnh tổng quát

• vi ế t tài li ệ

• insertions/invariants

• chu ẩ n l ậ p trình (coding standards)

• l ậ p trình theo c ặ p (pair programming)

• ngu ồ n tài nguyên ki ể m th ử

 mã ngu ồ n ñượ c ki ể m th ử theo tài li ệ u thi ế t k ế

 S ả n ph ẩ m: báo cáo ki ể m th ử

• mong ñợ i không th ự c t ế v ề ti ế n tri ể n c ủ a d ự án

 người phát triển có sựchọn lựa không tốt

• phù h ợ p cho nguyên m ẫ u, nh ư ng không phù h ợ p

Phiên bản

ñầu tiên

Phiên b ả n trung gian

Mô hình xo ắ n ố c

(spiral model)

Risk analysis Risk analysis Risk analysis

Risk analysis Proto- type 1 Prototype 2 Prototype 3 Opera-tional

protoype

Concept of Operation

Simulations, models, benchmarks

S/W requirements Requirement validation Design V&V

Product design Detailed design Code Unit test Integration test Acceptance test Service Develop, verify

next-level product

Evaluate alternatives identify, resolve risks

Development plan

Requirements plan Life-cycle plan REVIEW

Mô hình xo ắ n ố c

nh ấ n m ạ nh vi ệ c ñánh giá các rủi ro

ph ầ n m ề m ñượ c xây d ự ng theo nhi ề u chu k ỳ

m ỗ i chu k ỳ tương ứ ng v ớ i m ộ t s ả n ph ẩ m c ủ a m ộ t giai

ñ ạ n phát tri ể n ph ầ n m ề m

 xác ñị nh các m ụ c tiêu, gi ả i pháp, ràng bu ộ c

 ñ ánh giá các gi ả i pháp, xác ñị nh các nguy c ơ và tìm

cách gi ả i quy ế t chúng

 phát tri ể n và ki ể m th ử s ả n ph ẩ m c ủ a chu k ỳ này

 l ậ p k ế ho ạ ch cho chu k ỳ ti p theo

• ñ ánh giá th ậ t chi ti ế t, phát tri ể n d ầ n d ầ n, tái s ử d ng, lo ạ i b ỏ ớ t các

yêu c ầ u không c ầ n thi ế t

• trao ñổ i th ườ ng xuyên v ớ i ng ườ i s ử d ng, có tài li ệ u h ướ ng d ẫ n s ử

d ng s ớ m

• c ầ n phân tích các công vi ệ c, xây d ự ng các hình m ẫ u tr ướ c,

• phát tri ể n các ph ầ n ổ n ñị nh tr ướ c

 v ấ n ñề v ề hi ệ u qu ả

• c ầ n ph ả i mô ph ỏ ng, ño lườ ng, th ử nghi ệ m

• phân tích k ỹ tính kh ả thi v ề m ặ t k ỹ thu ậ t

Góc nhìn k ỹ thu ậ t: quan tâm ñế n

công ngh ệ , ki ể m tra ch ấ t l ượ ng,

Bước lặp chuyển giao

Bước lặp chuyển giao

Bước lặp phát triển

Mẫu thử (maquette) Nguyên mẫu kiến trúc Nguyên mẫu kiến trúc Nguyên mẫu phát triển Nguyên mẫu phát triển

Bước lặp Kết quả

Phiên bản chính thức Phiên bản β

Phiên bản β

Bước lặp chuyển giao

Bước lặp chuyển giao

Bước lặp phát triển

Mẫu thử (maquette) Nguyên mẫu kiến trúc Nguyên mẫu kiến trúc Nguyên mẫu phát triển Nguyên mẫu phát triển

Phiên bản chính thức Phiên bản β

Bước lặp Kết quả

Phiên bản β

Giai ñoạn

Khởi ñầu Soạn thảo

Xây dựng

Chuyển giao

Mô hình h ợ p nh ấ t

Mô hình h ợ p nh ấ t và UML

S ố ñ úng

S ố sai

B ấ m s ố

K ế t n ố ñượ c

t1

m ộ t th ẻ , thì chuy ể n ti ế p này là có th ểvượt qua ñượ c,

 n u chuy ể n ti ế p này ñượ c th ự c hi ệ n thì t ấ t c ả các nút

vào c ủ a chuy ể n ti ế p s ẽ b ị ấ y ñ i m ộ t th ẻ , và m ộ t th ẻ

s ẽ ñượ c thêm vào t ấ t c ả các nút ra c ủ a chuy ể n ti ế

 n u nhi ề u chuy ể n ti ế p là có th ể vượ t qua thì ch ọ n

chuy ể n ti ế p nào c ũ ng ñượ c

hoặc t3 ñược vượt qua

hoặc t4 ñược vượt qua

M ạ ng Petri

Ví d ụ

rg2 red2

yellow2 yr2

gy2 safe2

safe1

M ạ ng Petri

Ví dụ2: mô tảchu kỳsống của một người

thanh niên trẻ con

send_mail

read_mail

Mô tả trường hợp 1 người viết và 2 người ñọc ?

Mô tả trường hợp hộp thư nhận chỉchứa nhiều nhất 3 thư ?

M ạ ng Petri

Ví dụ4: tình huống nghẽn (dead-lock)

2 2

P6

P4

P3 P1

M ạ ng Petri

Ví dụ4: giải pháp chống nghẽ

2 2

P6

P4

P3 P1

S ả n xu ấ t

P2

C2 C1

 pre-condiition: ñặ c t ả các ràng bu ộ c trên các tham

s ốtrước khi hàm ñượ c th ự c thi

 post-condition: ñặ c t ả các ràng bu ộ c trên các tham

s ốsau khi hàm ñượ c th ự c thi

có th ể s ử d ng ngôn ng ữ phi hình th ứ c, hình th ứ c

ho ặ c ngôn ng ữ l ậ p trình ñể ñặ c t ả các ñ i ề u ki ệ

pre ∀ i, 1 ≤ i ≤ n, a[i] ≤ a[i+1]

post result = ( ∃ i, 1 ≤ i ≤ n, a[i] = e)

¬_ : Boolean →Boolean _ ∧∧∧∧_ : Boolean x Boolean →Boolean _ ∨∨∨∨_ : Boolean x Boolean →Boolean

một thao tác không có tham sốlà một hằng số

một giá trịcủa kiểu trừu tượng ñịnh nghĩa ñược biểu diễn bởi kí tự“_”

¬_ : Boolean →Boolean _ ∧∧∧∧_ : Boolean x Boolean →Boolean _ ∨∨∨∨_ : Boolean x Boolean →Boolean

một thao tác không có tham sốlà một hằng số

một giá trịcủa kiểu trừu tượng ñịnh nghĩa ñược biểu diễn bởi kí tự“_”

vect : Integer x Integer →Vector

init : Vector x Integer →Boolean

ith : Vector x Integer →Element

infborder(v) ≤≤≤≤i ≤≤≤≤supborder(v) ⇒ith(change-ith(v, i, e), i) = e

infborder(v) ≤≤≤≤i ≤≤≤≤supborder(v) &infborder(v) ≤≤≤≤j ≤≤≤≤supborder(v) &i ≠≠≠≠j ⇒

ith(change-ith(v, i, e), j) = ith(v, j)

init(vect(i, j), k) = false

infborder(v) ≤≤≤≤i ≤≤≤≤supborder(v) ⇒init(change-ith(v, i, e), i) = true

infborder(v) ≤≤≤≤i ≤≤≤≤supborder(v) &i ≠≠≠≠j ⇒init(change-ith(v, i, e), j) = init(v, j)

 các sơñồthao tác (operation schemas)

• mô t ả các thao tác (thay ñổ i tr ạ ng thái)

 các toán tử sơ ñồ(schema operations)

Kh ở i gán bi ế

Khai báo thao tác trên bi ế

 kí hi ệ u ∆ bi ể u di ễ n bi ế n tr ạ ng thái b ị thay ñổ i b ở i thao

tác

 kí hi ệu ‘ (dấ u nháy ñơ n) bi ể u di ễ n giá tr ị m ớ i c ủ a bi ế

Thao tác có th ể có các tham s ố vào và ra

 tên tham s ố vào k ế t thúc b ở i kí t ự “?”

 tên tham s ố ra k ế t thúc b ở i kí t ự “!”

• t ậ p h ợ p các nhân viên ñang vào in

• t ậ p h ợ p các nhân viên ñang ra out

b ấ t bi ế n c ủ a h ệ th ố ng

Ví d ụ 1

ðặc tảthao tác kiểm tra một nhân viên vào hay ra

 Thao tác này cho k ế t qu ả là ph ầ n t ử c ủ a ki ể

QueryReply == is_in | is_out

 ðặ c t ả thao tác

Ví d ụ 1

Khởi tạo hệthống

• ð i ề u ki ệ n trên các tham s ố vào

• Quan h ệ gi ữ a tr ạ ng thái tr ướ c và sau

• Tham s ố k ế t qu ả

 Khởi gán

Ví d ụ 1

Hãy ñặ c t ả các thao tác

 Register: thêm vào một nhân viên mới

 QueryIn: cho biết những nhân viên ñang

vào/làm việc

 Schema3 == Schema1 ∧ Schema2

 Schema4 == Schema1 ∨ Schema2

Ví d ụ 1 (ti ế p)

C ả i ti ế n thao tác CheckIn

 Xử lý thêm hai trường hợp lỗi

1 name? ñã ñượ c ghi nh ậ

2 name? ch ư a ñượ c ñă ng ký

Ví d ụ 1 (ti ế p)

C ả i ti ế n thao tác CheckIn

 Xử lý thêm hai trường hợp lỗi

dom(directory) = {mary, john, jim, jane}

 t ậ p h ợ p các thành ph ầ n th ứ hai trong m ộ t quan h ệ

Tìm số ñiện thoại của một người

Tìm tên theo số ñiện thoại

có th ể c ả i ti ế n ?

Ví d ụ 2

Xóa số ñiện thoại của một người

Ví d ụ 2

Xóa các mục trong danh bạ ứng với một tên

Xóa các mục trong danh bạ ứng với một tập các

tên

Partial Function

là quan hệmà mỗi phần tửtrong domain cho một

giá trịduy nhất trong range

Ví d ụ 3

Tìm ngày sinh của một người

 thông báo khi tìm th ấ y

 khi ñ

Ví d ụ 3

Tìm những người cùng ngày sinh

• có th ể ñượ c th ự c hi ệ n b ở i nhi ề u m ứ c tr ừ u t ượ ng

Component design

Data structure design

Algorithm design

Algorithm specification

Requirements

specification

Design activities

Design products

D ự báo thay ñổ i là khó khăn

 sự thay ñổi thường không ñược xác ñịnh

Ph ầ n m ề m là t ậ p h ợ p g ồ m các mô- ñ un

t ươ ng tác v ớ i nhau

Mô- ñ un hóa ñ óng vai trò quan tr ọ ng ñể có

ñượ c ph ầ n m ề m ch ấ t l ượ ng v ớ i chi phí th ấ p

Các tiêu chu ẩ n ñể ñ ánh giá m ộ t ph ươ ng

pháp thi ế t k ế hướ ng mô- ñ un

 tính phân rã (modular decomposability)

 tính tổng hợp (modular composability)

 tính dễhiểu (modular understandability)

 tính liên tục (modular continuity)

 tính bảo vệ(modular protection)

 các phương pháp thiết kế từtrên xuống

(to-down design) thỏa mãn tiêu chuẩn này

tính liên t ụ c (modular continuity)

 một sự thay ñổi trong ñặc tảyêu cầu chỉdẫn

ñến sự thay ñổi trong một (hoặc một sốít)

Các tiêu chu ẩ n c ủ a m ộ t

ph ươ ng pháp thi ế t k ế

tính b ả o v ệ (modular protection)

 kiến trúc ñươc thiết kếsao cho nếu một ñiều

kiện bất thường xảy ra, chỉmột (hoặc một số

 chia sẽ dữliệu: mô hình “Repository”

 chia sẽ dịch vụ, servers: mô hình

“Client-Server”

 mô hình lớp (layered model)

 mô hình phân tán: dữliệu và xử lý ñược

phân tán trên nhiều thành phần khác nhau